CN108997823A - 一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨 - Google Patents

一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,各组分及重量百分比如下:丙烯酸酯树脂40%~70%;活性单体10%~30%;光引发剂3%~6%;上转换发光材料0.5%~5%;颜料10%~20%;阻聚剂0.05%~0.2%;无机填料1%~3%;分散剂1%~3%;消泡剂0.2%~1%;流平剂0.2%~1%。本发明双重固化体系的手机盖板玻璃油墨具有固化速度快、节约能源、对环境友好、生产成本低等优点。

Description

一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨
技术领域
[0001] 本发明涉及油墨领域,具体为一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨。
背景技术
[0002] 手机盖板玻璃常用于手机背光遮盖,因此手机盖板玻璃需要涂覆一层遮光油墨从 而实现有效遮光。现有传统型手机盖板玻璃黑色油墨为热固化,固化时烘烤时间长,第一道 表面干燥时间为5至8分钟,第二道完全固化时间为30分钟,消耗电量大,且含有具有污染性 的挥发性有机化合物的溶剂,不环保。虽然现在有采用电子束能量固化的电子束固化油墨, 借助电子束做照射能源,与活性液体化学配方进行辐射化学反应,在常温下迅速干燥固化。 虽然电子束固化油墨为一种具有发展前途的“绿色”油墨,但是其固化技术存在有以下缺 点:如近年来电子束固化设备虽然在价格上有很大程度的降低,但是其设备一次性投入仍 然较大,导致企业使用成本增高,不利于在行业中推广使用。
发明内容
[0003] 为解决目前手机盖板所用传统油墨烘烤时间长、耗电且含有VOCs污染性的溶剂不 环保,且电子束固化油墨的固化设备价格昂贵,无法全面量产不利于推广使用的问题,本发 明提供了一种快速干燥固化,环保,生产成本低的手机盖板玻璃油墨。
[0004] 本发明可以通过以下技术方案来实现: 一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,各组分及重量百分比如下:丙烯酸酯树脂40% 〜70%;活性单体10%〜30%;光引发剂3%〜6%;上转换发光材料0.5%〜5%;颜料10%〜20%;阻 聚剂0.05%〜0.2%;无机填料1%〜3%;分散剂1%〜3%;消泡剂0.2%〜1%;流平剂0.2%〜1%。丙 烯酸酯树脂具有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性,加入量占40%〜70%作为本发 明的主要组分,通过加入活性单体10%〜30%改善本发明的流变性,使其更容易涂布,且活性 单体能将高分子量分子连结一起,且依靠它们的官能度加速完全固化,手机盖板油墨要求 印刷膜厚12〜14μπι,光照固化时需要OD值大于5,这个要求对紫外线光固化是一个极大的挑 战,高遮盖度的油墨,对于紫外线几乎是完全不透光,底部不能有效固化,而近红外光穿透 力强,穿透厚度达毫米级别、甚至厘米级别,理由其强穿透力,因此加入光引发剂3%〜6%和 上转换发光材料0.5%〜5%相互配合,通过上转换发光材料吸收近红外光发出蓝色光,发射 出的蓝色光使光引发剂分解,所述光引发剂在波长430〜450nm下都有吸收,产生自由基,从 而使底部开始固化,再用395nm波长的LED灯照射,使油墨表层完全固化,本发明加入颜料 10%〜20%可起到良好遮光作用,同时加入的无机填料1%〜3为良好的流变助剂,提高本发明 制备得到油墨的流动性和疏水性,在加入阻聚剂〇. 05%〜0.2%、分散剂1%〜3%、消泡剂0.2% 〜1%和流平剂0.2%〜1%作为助剂,使油墨涂覆后具有良好的延展性,不会出现气泡,且固化 后表面平整光滑。由上述可见,本发明可通过近红外光使底部油墨固化并激发光引发剂分 解,从而吸收紫外光使表层完全固化,通过二次照射实现油墨层固化,保证一定印刷厚度的 油墨可快速干燥固化,缩短固化所需时间,且无需引入价格昂贵的固化设备,降低企业的生 产和使用成本,且所用材料均为环境友好型材料,不会污染环境。
[0005] 进一步地,各组分及重量百分比如下:丙烯酸酯树脂50%〜70%;活性单体15%〜 25%;光引发剂3%〜4%;上转换发光材料2%〜3%;颜料11%〜14%;阻聚剂0.05%〜0.2%;无机填 料1%〜2%;分散剂1%〜2%;消泡剂0.5%〜1%;流平剂0.5%〜1%。各组分在此添加范围内相互 协同达到最佳应用效果,制备得到的油墨具有良好的延展性和流动性,使用时不存在气泡, 分别通过近红外光和紫外光照射即可快速完全固化,固化后表面平整光滑且遮光效果好。
[0006] 进一步地,各组分及重量百分比如下:丙烯酸酯树脂60%;活性单体20%;光引发剂 3.5%;上转换发光材料2%;颜料11%;阻聚剂0.1%;无机填料1%;分散剂1%;消泡剂0.5%;流平 剂0.9%。此添加比例的各组分相互协同达到最佳应用效果,制备得到的油墨具有良好的延 展性和流动性,使用时不存在气泡,分别通过近红外光和紫外光照射即可快速完全固化,固 化后表面平整光滑且遮光效果好。
[0007] 进一步地,所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、四管能度脂肪 族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚丙烯酸酯、二官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。丙烯酸 酯树脂具有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性,作为本发明的主成分,所选用的 丙烯酸酯在紫外光照射下容易固化成型,且所含有的聚氨酯、环氧基官能团之间可反映形 成网状结构,提高固化后油墨层的硬度。
[0008] 进一步地,所述活性单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟 乙酯、N-丙烯酰吗啉中的一种或多种。活性单体可改善本发明的流变性,降低油墨的粘度, 改善施工性能,使其更容易涂布,且活性单体能将高分子量丙烯酸酯树脂分子连结一起,且 二官能度、三官能度及更多官能的活性单体皆很容易形成交联网络,依靠它们的官能度加 速完全固化,上述所选用的丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯和N-丙烯酰吗啉均容易交联成网络,使固化后的油墨层硬度良好。
[0009] 进一步地,所述光引发剂为酰基膦氧化物,所述酰基磷氧化物为苯基双(2,4,6_ 三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2,4,6_三甲基苯甲酰基 苯基膦酸乙酯中的一种或多种。光引发剂在接受紫外光或可见光照射后,本身发生化学反 应,分解为自由基或阳离子,从而引发聚合反应,使油墨组分中的大分子相互聚合从而固 化。本发明采用酰基膦氧化物作为光引发剂,其具有引发效率高、固化速度快、无黄化等优 点,本发明所选用的三种酰基膦氧化物适合于有色体系的光固化,其光解产物的吸收波长 向短波移动,具有光漂白效果,有利于紫外光透过,有利于厚涂层的固化。
[0010] 进一步地,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er。NaYF4为目前上转换发光效率最高 的基质材料,即镱铒双掺时,Er做激活剂,Yb作为敏化剂。
[0011] 进一步地,所述颜料为绝缘炭黑,所述无机填料为疏水性气相二氧化娃。颜料采用 绝缘炭黑具有良好的遮光性,疏水性气相二氧化硅具有低吸湿性,很好的分散性,有流变调 节能力,改良本发明的涂覆效果。
[0012] 进一步地,所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、 聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、聚山梨酯和全氟辛酸钠中的一种或多种,所述阻聚剂为对羟 基苯甲醚或2,6_二叔丁基对甲酚中的一种或两种。分散剂可提高和改善制备过程中各组 分的分散性能,降低粘度,增加组分的载入量,所选用的分散剂为常用物料,市面上均有销 售容易获取,价格低廉。添加阻聚剂用于防止聚合作用的进行,避免大分子组分发生聚合反 应,使制备得到的油墨有足够的储存期。
[0013] 进一步地,所述流平剂为聚丙烯酸酯、醋丁纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种或多 种,所述消泡剂为有机硅消泡剂。本发明加入流平剂使油墨在固化过程中形成平整、光滑、 均匀的油墨层,能有效降低油墨表面张力,提高其流平性和均匀性,采用聚丙烯酸酯、醋丁 纤维素和聚甲基硅氧烷具有良好的热稳定性,与本发明添加组分之间有良好的相容性和不 稳泡性,达到初步消泡效果,加入消泡剂降低油墨表面张力,抑制泡沫产生或消除已产生的 泡沫,所选用的有机硅消泡剂表面张力好,化学稳定性好,不容易与其他组分发生化学反 应,消泡力强,且对人体无害,提高使用的安全性。
[0014] 本发明双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,具有如下的有益效果: 第一、双重固化体系,固化速度快;本发明通过加入光引发剂和上转换发光材料使制备 得到的油墨能通过近红外光照射后实现底部油墨固化,并且通过上转换发光材料吸收近红 外光发出蓝光使光引发剂分解,从而使油墨完全固化,每次固化过程近红外灯光只需照射 12〜15秒,紫外光灯照射5秒,油墨即完全固化,大大提高固化速度,实现快速固化; 第二、节约能源,保护环境;本发明制备得到的油墨只需要近红外光-紫外光双重固化 体系即可实现完全固化,且近红外灯光只需照射12〜15秒,紫外光灯照射5秒,照射时间短, 大大节约能源,且制备本发明所用材料均为环境友好型,对环境污染小,且不含有挥发性有 机化合物,减少环境污染; 第三、生产成本低;本发明所用组分均为市面常见销售的材料,价格低廉,容易获取,生 产成本低。
具体实施方式
[0015] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发 明作进一步详细的说明。
[0016] 实施例1 一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,各组分及重量百分比如下: 丙烯酸酯树脂45%,所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯; 活性单体27%,所述活性单体为丙烯酸异冰片酯; 光引发剂4%,所述光引发剂为苯基双(2,4,6_三甲基苯甲酰基)氧化膦; 上转换发光材料4%,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er; 颜料15%,所述颜料为绝缘炭黑; 阻聚剂0.1%,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚; 无机填料2%,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅; 分散剂2%,所述分散剂为脂肪酸; 消泡剂0.5%,所述消泡剂为有机硅消泡剂; 流平剂0.4%,所述流平剂为聚丙烯酸酯。
[0017] 实施例2 丙烯酸酯树脂60%,所述丙烯酸酯树脂为四管能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯; 活性单体20%,所述活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯; 光引发剂3.5%,所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦; 上转换发光材料2%,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er; 颜料11%,所述颜料为绝缘炭黑; 阻聚剂0.1%,所述阻聚剂为2,6_二叔丁基对甲酚; 无机填料1%,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅; 分散剂1%,所述分散剂为脂肪酸酯; 消泡剂0.5%,所述消泡剂为有机硅消泡剂; 流平剂0.9%,所述流平剂为醋丁纤维素。
[0018] 实施例3 丙烯酸酯树脂70%,所述丙烯酸酯树脂为二官能度聚丙烯酸酯; 活性单体12%,所述活性单体为甲基丙烯酸羟乙酯; 光引发剂3%,所述光引发剂为2,4,6_三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯; 上转换发光材料2%,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er; 颜料10%,所述颜料为绝缘炭黑; 阻聚剂0.05%,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚; 无机填料1%,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅; 分散剂1%,所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠; 消泡剂0.55%,所述消泡剂为有机硅消泡剂; 流平剂0.4%,所述流平剂为聚甲基硅氧烷。
[0019] 实施例4 丙烯酸酯树脂40%,所述丙烯酸酯树脂为二官能度环氧丙烯酸酯; 活性单体30%,所述活性单体为N-丙烯酰吗啉; 光引发剂6%,所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯; 上转换发光材料3%,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er; 颜料14%,所述颜料为绝缘炭黑; 阻聚剂0.2%,所述阻聚剂为2,6_二叔丁基对甲酚; 无机填料2.8%,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅; 分散剂2%,所述分散剂为聚氧乙烯烷基酰胺; 消泡剂1%,所述消泡剂为有机硅消泡剂; 流平剂1%,所述流平剂为聚丙烯酸酯和醋丁纤维素按1:1比例混合。
[0020] 实施例5 丙烯酸酯树脂50%,所述丙烯酸酯树脂为二官能度环氧丙烯酸酯和二官能度聚丙烯酸 酯按1:1比例混合; 活性单体23.8%,所述活性单体为丙烯酸异冰片酯; 光引发剂3%,所述光引发剂为2,4,6_三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯; 上转换发光材料3%,所述上转换发光材料为NaYF4: Yb,Er; 颜料14%,所述颜料为绝缘炭黑; 阻聚剂0.2%,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚和2,6_二叔丁基对甲酚按1:2比例混合; 无机填料2%,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅; 分散剂2%,所述分散剂为聚硅氧烷和全氟辛酸钠按1:1比例混合; 消泡剂1%,所述消泡剂为有机硅消泡剂; 流平剂1%,所述流平剂为聚甲基硅氧烷。
[0021] 上述实施例1至实施例5制备及实施步骤如下: 步骤1,将丙烯酸酯树脂、活性单体、上转换发光材料、颜料、阻聚剂、无机填料和分散剂 按照配方比例混合一起,在常温条件下搅拌1小时; 步骤2,对步骤1的混合材料研磨至细度达到5微米以下,即得黑色色浆; 步骤3,将光引发剂、流平剂和消泡剂加入步骤2制备得到的黑色色浆中,在常温条件下 搅拌半小时,即得黑色油墨; 步骤4,将步骤3制备得到的黑色油墨用300目丝网印刷在手机盖板玻璃上,每印刷一次 用近红外光照射12秒,并用UV能力达3000mj/cm2的紫外灯照射5秒进行固化,总共印刷两 次,即得手机盖板玻璃产品。
[0022] 按照上述步骤制备得到的手机盖板玻璃分别进行测试,测试结果如下:
Figure CN108997823AD00081
通过上述测试结果可见,实施1至实施5制备得到的油墨固化后具有良好的硬度,且附 着力强,耐高温,遮光性强,在手机行业中应用前景宽广。
[0023] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制;凡 本行业的普通技术人员均可按说明书所述而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技 术人员在不脱离本发明技术方案范围内,可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更 动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对 以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保 护范围之内。

Claims (10)

1. 一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:各组分及重量百分比如下: 丙烯酸酯树脂40%〜70%; 活性单体10%〜30%; 光引发剂3%〜6%; 上转换发光材料〇. 5%〜5%; 颜料10%〜20%; 阻聚剂0.05%〜0.2%; 无机填料1 %〜3%; 分散剂1%〜3%; 消泡剂0.2%〜1%; 流平剂0.2%〜1%。
2. 根据权利要求1所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:各组分及重 量百分比如下: 丙烯酸酯树脂50%〜70%; 活性单体15%〜25%; 光引发剂3%〜4%; 上转换发光材料2%〜3%; 颜料11%〜14%; 阻聚剂0.05%〜0.2%; 无机填料1 %〜2%; 分散剂1%〜2%; 消泡剂0.5%〜1%; 流平剂0.5%〜1%。
3. 根据权利要求2所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:各组分及重 量百分比如下: 丙烯酸酯树脂60%; 活性单体20%; 光引发剂3.5%; 上转换发光材料2%; 颜料11%; 阻聚剂0.1%; 无机填料1%; 分散剂1%; 消泡剂0.5%; 流平剂0.9%。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于: 所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、四管能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、 二官能度聚丙烯酸酯、二官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
5. 根据权利要求4所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述活性单 体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-丙烯酰吗啉中的一种或 多种。
6. 根据权利要求5所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述光引发 剂为酰基膦氧化物,所述酰基磷氧化物为苯基双(2,4,6_三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2,4,6_三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多 种。
7. 根据权利要求6所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述上转换 发光材料为NaYF4:Yb,Er。
8. 根据权利要求5所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述颜料为 绝缘炭黑,所述无机填料为疏水性气相二氧化硅。
9. 根据权利要求6所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述分散剂 为脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、 聚山梨酯和全氟辛酸钠中的一种或多种,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚或2,6_二叔丁基对 甲酚中的一种或两种。
10. 根据权利要求7所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨,其特征在于:所述流平 剂为聚丙烯酸酯、醋丁纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种或多种,所述消泡剂为有机硅消泡 剂。
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